JPS59113575A - ヘツドの位置決め方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は記録媒体に対して高速移動されるヘッドの位置
決めを簡易にして高精度に行い得る実用性の高いヘッド
の位置決め方式に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、磁気ディスク装置等では、ディスク板の一面に書
込まれたサーボ情報を読取ってデータ面におけるヘッド
の位置決めを行うツーボ面サーボ方式が広く採用されて
いる。しかし、この方式では、装置内に生じる温度勾配
によってサーボ面とデータ面との間の熱的オフトラック
が生じ易く、本質的にトラック密度を高めることができ
ないと云う問題を有している。そこで最近では、ディス
ク板のデータ面Ｋ例えば領域を定めてサーボ情報を曹込
んでおくデータ面サーボ方式が注目されるようになって
いる。その一つに、データセクタを検出する為のインデ
ックスセクタに位置決め用のサーボ情報を予め埋込み形
成した所謂埋込み形サーボ方式がある。この方式によれ
ば従来の記録媒体やヘッドをそのまま用い、僅かの電気
回路を追加するだけで熱的オフトラックのない位置決め
を行い得ることから、種々研究が進められている。

ところが、この埋込み形サーボ方式では、位置情報を示
すサーボ情報がサーボセクタにおいてしか得られない為
に、ヘッドを高速で移動させたときに上記サーボ情報が
得られなくなり、ヘッドをその目標トラックに正確に位
置決めすることが困難になると云う不具合を有している
。これを解消するためには、サーボ情報の量を増加させ
ればよいが、これを単純に行うと、ディスク板のサーボ
セクタが占める割合が増加し、この結果データの記録容
量が著しく低下すると云う問題を招いた。

そこで従来、精密位置決め用のサーボ情報の他にトラッ
ク番号をコード化して記録しておき、これによってヘッ
ドの粗位置決めを行う方式が提唱されている。（特開昭
５１−１３１６０７号公報・）然し乍ら、この方式では
、史にヘッドを高速移動させようとするときや、ディス
ク板に小さな欠陥がある等すると上記トラック番号が読
取れなくなる虞れがあり、ヘッドを正確に速度制御して
位置決めすることが非常に難しいと云う問題がある。ま
だ別の方式として、ヘッドの高速移動時にはサーボ信号
トラック群信号によ−・てトラック数を計測してヘッド
の粗位置決めを行ったのち、低速移動に切換えて個々の
サーボ信号に基づいてヘッドの精密な位置合せを行うも
のが提唱されている。（特開昭５４−８０７１９号公報
）しかし、この方式ではヘッドの移動速度を速くしよう
とすると、例えば８トラツクを周期とするトラック群信
号を用いたとき、上記移動速度を８トラツク毎にしか検
出ることができず、速度制御が極めて不正確である。

しかも目的とする１トラツク未満の位置へヘッドを移動
させるまでの間、正確なサーボ１−報が得られない為に
、結局ヘッドのシーク時間が長くなると天う欠点がある
。

更にまだ別の方式としてサーボ情報を多相化していくこ
とが考えられているが、この多相化によってサーボ情報
量が増えるに従って、サーボセクタを検出する為の消去
部も広い領域を必要とするようになる。この為にデータ
記録面積が著しく低下してしまう。その上、上記した各
相のサーボパターンをデコードする為の電気回路も複雑
化し、その処理時間も長くなるので、ヘッドの移動速度
の高速化の為に単純にサーボ相を増加させることは実用
上好ましくない。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、サーボセクタ領域をさほど大き
くすることなしに、しかも簡単な電気処理回路の構成に
よって、ヘッドの高速移動と正確な位置決めを可能とす
る実用性の高いヘッドの位置決め方式を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は記録媒体に２相のサーボパターンを埋込み形成
すると共に、１２トラツクをパターン周期とし、且つそ
のパターンが少なくとも１トラツクにおいて重なり合う
ようにしたサーボノくターンを埋込み形成し、これらの
第１および第２のサーボパターンに従ってヘッドの位置
決めを行うようにしたものである。

〔発明の効果〕

従、って本発明によれば第１および第２のサーボパター
ンを少ないサーボ領域に形成しておくことができ、これ
を簡易にサーボデコードすることが可能となる。しかも
上記第１および第２のサーボパターンによって、ヘッド
を１２トラツクセクタの高速移動時であってもその位置
を高精度に検出することが可能となるので、ヘッドを正
確に速度制御して短時間にシークを行わしめる等の実用
上絶大なる効果を奏する。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例方式につき説明
する。

第１図は第１のサーボパターンとして２相ダイビツトパ
ターンを用いた実施例方式におけるサーボセクタとデー
タセクタとの関係を示すもので、１はデータセクタを、
２はサーボセクタを示している。このサーボセクタ２に
は、セクタ検出の為の比較的長い消去部３が設けられる
。この消去部３は同一トシックにおいて一番長い消去期
間を持つ如く構成される。しかしてサーボセクタ２には
上記消去部、３に続いてクロック信号抽出およびＡＧＣ
用信号として供される四期侶号４が埋込み形成され、更
にサーボ情報５が埋込み形成される。

このサーボ情報５は、トラック位置１２を基準として設
けられた２相ダイビツトパターンからなる第１のサーボ
パターン６と、１２トラツクをパターン周期とし、その
一部、ここでは３トラツク分を重ね合せたパターンから
なる第２のサーボパターン７とにより構成されている。

上記第２のサーボパターン７は、その部分パターン７ａ
　、　７ｂを前記第１のサーボパターン６の両側に分割
して設けられておシ、これにより、サーボセクタ２にお
ける前記消去部３の領域の最小化が図られている。尚、
第１図中３は、これらのサーボ情報を読出すヘッドであ
る。

以上の如きサーボ情報について更に詳しく説明すれば、
第１のサーボパターン６は、２トラツクにまたがるパタ
ーンを位ｉＡ　、Ｂにおいて交互に配置すると共に、こ
れらに対して１トラツク分ずらして位置Ｃ，Ｄにおいて
交互に配置したものとなっている。そして、これらの位
置Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄの両側となる位置Ｐ、Ｑには６トラツクにまたがる第
２のサーボパターンが、３トラツク分のずれを以って配
置されている。しかして今、トラック位置１２Ｎ＋６に
あるヘッド８にて上記サーボセクタ２のデータを読出し
た場合、その読出し信号は第２図に示すようになる。つ
まり位置Ｐでは振幅零、位置Ａ、Ｂではそれぞれ振幅「
１／２」、位装置Ｃでは振幅「１」、そして位置りにて
振幅零となったのち、位置Ｑにて振幅「１」となるサー
ボ信号が位置対応して読出される。

第２図に示されるサーボ信号において、Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄで示される信号は第１のサーボパターンの位置を
示す情報であシ、 Ｘ＝Ａ−Ｂ Ｙ＝Ｃ−Ｄ なる信号Ｘ、Ｙがヘッドの記録媒体に対する位置信号と
なる。尚、このような信号Ｘ、Ｙを得る為には上記Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄにおける各信号をピークホールド回路を介し
てサンプリングし、これを１セクタ間保持した状態で、
各信号間で減算処理を行うようにすればよい。このよう
な処理を行う回路は通常サーボデコード回路と称される
。そしてまた、この際第２のサーボパターン７より得ら
れる信号Ｐ、Ｑについては、例えばピークホールド回路
を通して検出したのち用いるか、あるいは予め設定され
たレベルにて弁別してそのパルスの有無を検出しておく
ようにすればよい。

しかして、上記の如く検出される信号Ｘ、Ｙに基づく位
置検出は、上記位置信号Ｘ、Ｙの和と差をとって求めら
れる第３の信号群 Ｕ　＝　Ｘ　＋、　Ｙ Ｖ＝Ｘ−Ｙ を用いて行われる。このようにして求められる各信号Ｘ
、Ｙ、Ｕ、Ｖ、Ｐ、Ｑの関係は第３図に示す通りであり
、ヘッド位置によって定まる規則的な関係となる。但し
、この第３図に示される波形は、ヘッドを記録媒体の円
周側から外周側にかけて低速移動させたときの理想的な
状態を示している。（セクタ周期に対しヘッドの移動速
度が十分遅い）また第３図に示されるＬｏ　＋　Ｌ１＋
　Ｌ　２１　Ｌ　３は第１のサーボパターン２から求め
られる信号Ｘ、Ｙ、Ｕ、Ｖによって識別することのでき
るヘッドのトラック存在区間をそれぞれ示している。但
し、１２Ｎトラツクは上記区間Ｌｏに、１２Ｎ＋１　）
ラックは区間Ｌ１に、１２Ｎ＋２　）ラックは区間Ｌ２
に、そして１２Ｎ＋３トラツクは区間Ｌ３にそれぞれ含
まれるものとする。

かくして今、ヘッドが１２Ｎトラツクにオントランクし
ており、４トラツク未満の範囲で移動したものとすると
、そのときのヘッド位置は上記信号Ｘ、Ｙを用いて、第
４図に示す処理フローに従ってその区間検出を行ったの
ち、信号Ｕ、Ｖを用い、Ｗ’ｓ　５図に示す処理フロー
に従って上記求められた区間内における位置を高精度に
求めることができる。即ち、第４図に示すように位置信
号Ｘ、Ｙを読込み、その極性を判定することによって第
３図に示す信号極性から明らかなようにヘッドが存在す
るトラック区間ＬＯ＋Ｌｌ　＋ＩＪ２　＋Ｌ３が識別さ
れることになる。しかるのち、この判定された区間にお
いて信号Ｕあるいは信号■を用いて上記区間内における
ヘッド位置を求める。例えば区間がＬ３と判定された場
合には、第５図に示すように信号Ｘ。

Ｙから、その和信号である信号Ｕを求めたのち、この信
号Ｕの値から１トラック分の振幅をαとして、 ｊ３＝　−−０，５ α なる区間内におけるヘッド位置を求める。しかるのち、
前記ヘッドの移動前の区間Ｌ３がどの区間に該当したも
のであったかを判定し、その判定結果に応じて上記Ｌ３
で示されるトラック位置（ディスク板上のトラック絶対
位置）ＩＮＴ（ＰＢ）にトラック間移動量および前記ヘ
ッド位置ｔ３を加えて現在のヘッド位置が求められるこ
とになる。そして、このようにして求められたヘッド位
置ＰＢの情報が、確定されたヘッド位置情報Ｌ３として
セットされることになる。

このようにヘッドの移動速度が４トラック未満であれば
、記録媒体上のヘッドの現在位置を正確に求めることが
できる。ところがヘッドが４トラック未満の速度で移動
した場合、上述しだ２相サーボパターンからなる第１の
サーボ信号だけからではヘッドの現在位置を確定するこ
とができなくなる。つまシ、第１のサーボパターンから
だけでは、４つのトラック区間ＬＯ＋　”　１〜Ｌ３を
識別できるだけであるにも拘らず、この場合には上記区
間ＬＯ＋　Ｌ１〜Ｌ３が３回繰返見される１２トラツク
分に相当した区間ａＯｏａｌ　−ａｌ　ｌを識別するこ
とが必要となる。これらの区間ａＯ＋ａｌ〜ａｌｌの識
別を可能とする為に、前述した第２のサーボパターンが
併用される。この第２のサーボパターン７について再び
説明すると、２相のサーボ信号によって識別可能なトラ
ック区間が連続した場合、これを識別すべく１２トラツ
クをパターン周期とする如く構成されている。しかも、
そのパターンの一部が成るトラックにおいて重なり合う
ように構成されている。

従って第１図に示される例にあっては、信号Ｐ。

Ｑは第３図に示す如き波形変化を示し、この信号Ｐ、Ｑ
に着目すれば前記信号Ｘ、Ｙによって同じように判定さ
れた区間ＬＯ＋　Ｌ　１〜Ｌ３であるといえども、ヘッ
ド位置の異なりＫよって信号Ｐ、Ｑの取り得る値が異っ
てくる。ちなみに、上記第２の信号パターンの一部に重
な９部分を設けない場合には、そのパターンの各境界に
おいて全く同じ信号Ｐ、Ｑが得られることになるので、
上記境界がいずれの場合であるか識別できなくなる。従
って、このような信号Ｐ、Ｑを併用して、上述した区間
判定を行えば、その区間ａ　Ｏ＋　ａ　１〜ａｌｌを正
確に識別できることになる。

Ｐ、Ｑ信号は、第３図からもわかる通シ、理想的には０
〜βの範囲で変化する。今、Ｐ、Ｑ信号に対し、Ｃ８（
：β／２）なるスライスレベルを設定し、　Ｃｓより大
きければＨレベル、小さければＬレベルとする。第１表
はｓ　ａｏ”ａｌｌに対する区間ＬＯ−Ｌ３及び、Ｐ、
Ｑ信号の関係を示す。

第　　１　　表 まず、区間Ｌｏについてみると、ａｏ区間はＰ＝Ｈ。

Ｑ　””　Ｌ　＋　Ｃ４区間はＰ＝Ｌ　、　Ｑ＝Ｈ、ａ
Ｂ区間はＰ＝Ｌ　、　Ｑ−り、でちるから、Ｐ、Ｑ信号
を判定すればヘッドがａＯ＋ａ４＋ａ８のどの区間にあ
るか識別できる。Ｉｊｌ＋Ｌ　２　＋　Ｈ３についても
同様に成立するから、Ｐ、Ｑ信号のレベルを判定すれば
、同一区間でもＣ３〜ａｌｌのどれに対応するか識別で
きる。

しかし、Ｐ、Ｑ信号をＣｓでスライスする方法はｐ、Ｑ
＜＝号にノイズや歪があるためＣｓに近い信号レベルで
間違ったレベル判断を下す恐れがある。

今、ａＱ区間において、Ｑ信号がＨレベルと判定されか
つＣ４区間において、Ｐ信号がＨレベルと判定されたも
のとすればａＱ及びＣ４区間において、Ｐ＝Ｈ、Ｑ＝Ｌ
なる状態が生じこの２区間を分離して判定することは不
可能となる。このような状態は他の区間ａｌ”Ｃ３に対
しても同じである。しかし幸いにも、ヘッドの移動速度
の変化は、４トランク／セクタに対し十分小さいから、
速度の変化を監視していれば、誤った区間判定を修正す
ることが可能である。

この区間判定法ではＰ、Ｑ信号のフラット部分では判別
のだめのマージンが十分ある。しかし傾斜部分のＣｓに
近いレベルでは誤判定の可能性が大きく、常に速度監視
による修正が必要となる。

次にもう１つの区間判定法を示す。Ｐ、Ｑ信号に対しＨ
８（ミβ／４）、Ｈ８（ミ３β／４）なるスライスレベ
ルを設定する。すなわち、前の方法ではＰ。

Ｑ信号に対し、各々１ケのコンパレータによるレベル判
定でめったが、この方法では各々２ケのコンパレータを
用いる。今、Ｈ８より大きいレベルはＨとし、小さいレ
ベルはｎｏｔｅ、又はり、より小さいレベルはＬとし、
大きいレベルはｎｏｔ　Ｌとする。

第２表はこのようにしたときのａＱ”Ｃ４に対する区間
り、−Ｈ３及びＰ、Ｑ信号の関係を示すものである。

以下余白 この方法ではレベル判定に関して常にβ／４のレベル差
があるので、前記の方法のように、Ｃ８付近で誤って判
断されることがない。し７５−Ｌ、この方法ではｌ−１
，Ｌレベル判定さｉｔた区１用のＩＪ　′ＡＩＪマージ
ンが前記のものより少いので、Ｃｓレベル弔」定及び速
度監視とを併用することにより、より完全なものにでき
る。

第３の方法としては、Ｐ、Ｑ信号もアナログ信号として
、取り扱うことである。区間ＬＯに対するａＯ＋ａ４＋
ａ８は次の様にし゛Ｃ分離判定できる。Ｐ　−Ｑを実行
するとａＯ区間のＰ−Ｑのレベルはβ→β／２゜Ｃ４区
間は一β／２→β＋ａ８区間はＯｌよって、ａＯ＋ａ４
ａ８の区間判定は、β／２のレベル差を持って判定でき
る。区間Ｌｌに対しては、Ｐ＋Ｑを実行区１［Ｌｚに対
してはＰ−Ｑ、区間Ｌ３に対してはＰ十Ｑを実行すれば
すべての区間ａＱ’＝ａｌｌに対しβ／２　のレベル差
をもって判別が可能である。

以上示したよ２に、本発明の方式によれば、２相サーボ
パターンに少くとも１トラック以上重なる第２のサーボ
パターンを１２トラック周期に６己置しても、１２トラ
ツクのどの区間にヘッドが存在するか識別可能であり、
少いサーボノくターン・と少量の゛電気回路を付加する
だけで、２相サーボノ（ターンによる位置決めの能力を
３倍の１２トラツク／セクタまで旨めることができ、そ
の実用的な効果はきわめて太さい。

なお、本実施例では第２のサーボパターンの重りを３ト
ラツク／セクタとしたがこれに限らない。

又、本実施例では磁気ディスク装置について説明しだが
、光デイスク装置等のディスク状記録装置にも同様に適
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーボパターンの例を示す区、ｉ：ｇ２図はサ
ーボパターンの読出し信号波形を示す図、第３図は位置
信号Ｘ、Ｙ、Ｕ、Ｖ、Ｐ、Ｑの関係を示す波形図、第４
図は一般的な区間判定処理の一例を示す図、第５図は位
置検出処理の一例を示す図である。 １・・・データセクタ、２・・・サーボセクタ、３・・
・消却部、４・・・周期信号、６・・・第１のサーボパ
ターン、７・・・第２の一す・−ボッくターン、８・・
・磁気ヘッド、Ａ、Ｂ、Ｃ，ｌ）・・・サーボ信号、Ｘ
、Ｙ・・・位置信号（第１の信号群）、Ｕ、Ｖ・・・第
３の信号群、 Ｐ、Ｑ・・・第２の信号群（第２のサーボ信号）。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第　　１　　図 ＰＰｌ３ｔＤＱ 第　　２　　図 Ｆｆ１５ＣＤＱ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体上に２相からなる第１のサーボパターン
   を埋込み形成すると共に、１２）：ｊツクをパターン周
   期とし、且つパターン情報が少なくとも１トラツクにお
   いて重なシ合う第２のサーボパターンを埋込み形成し、
   これらの第１および第２のサーボパターンから得られる
   信号に従ってヘッドの前記記録媒体に対する位置決めを
   行うことを特徴とするヘッドの位置決め方式。
2. （２）第２のサーボパターンの情報は、第１のサーボパ
   ターンの両側に分割して埋込み形成されたものである特
   許請求の範囲第１項記載のヘツ′ドの位置決め方式。
3. （３）ヘッドの位置決めは、第１のサーボパターンから
   得られる第１の信号群、およびこれらの第１の信号群間
   の和信号と差信号とからなる第３の信号群、および第２
   のサーボパターンから得られる第２の信号群から記録媒
   体に対するヘッド位置を検出して行われるものである特
   許請求の範囲第１項記載のヘッドの位置決め方式。